Entmystifizierung des Sub-GHz-System-on-Chip mit einer drahtlosen Übertragungsdistanz von mehr als 1 Meile
Sub-GHz bezieht sich auf Frequenzen unter 1 GHz, im Allgemeinen 27 MHz bis 960 MHz, und gilt als ideale Wahl für Langstrecken- und Low-Power-Kommunikation. Im Vergleich zur drahtlosen 2,4-GHz-Kommunikation hat Sub-GHz offensichtliche Vorteile, darunter eine größere Übertragungsreichweite, ein leiseres Spektrum für geringe Störungen und einen geringen Stromverbrauch sowie eine bessere Wanddurchdringungsfähigkeit. Diese Vorteile machen Sub-GHz zu einem breiten Anwendungsszenario in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Automobil, Industrie und Medizin.

Vor kurzem kündigte Silicon Labs die Einführung eines neuen Sub-GHz-System-on-Chip (SoC) an, der weltweit ersten drahtlosen Sub-GHz-Lösung mit Funkfrequenz- und Energiesparfunktionen für große Entfernungen und hat die Sicherheitszertifizierung nach ArmPSA Level 3 bestanden , Kann die weltweite Nachfrage nach leistungsstarken batteriebetriebenen Produkten für das Internet der Dinge (IoT) decken.

Wir alle wissen, dass die drahtlose 2,4-GHz-Kommunikation Open Source ist und ein offenes und universelles drahtloses Frequenzband auf der ganzen Welt ist. Verschiedene drahtlose Produkte können dieses Frequenzband verwenden. Mit der allmählichen Zunahme der Anzahl von Anwendungen beginnen Interferenzprobleme. wie WLAN in Büros oder zu Hause erscheinen, alle Arten von drahtlosen Bluetooth-Geräten, sogar Mikrowellenherde in der Küche...

Die Einführung von Sub-GHz löste dieses Problem zunächst, wobei 433 MHz auf dem Weltmarkt mit Ausnahme Japans 2,4 GHz ersetzen können und 868 MHz und 915 MHz besser auf den US-amerikanischen und europäischen Märkten angewendet werden können. Im Allgemeinen verfügt Sub-GHz über viele verfügbare Frequenzbänder, für die keine Genehmigung erforderlich ist oder erforderlich ist, und die Hersteller können sie entsprechend den Marktanforderungen optimieren.

Die drahtlosen Sub-GHz-Lösungen von Silicon Labs umfassen EFR32FG23 (FG23) und EFR32ZG23 (ZG23), die die preisgekrönte drahtlose Lösungsplattform der zweiten Generation von Silicon Labs erweitern, um mehrere Modulationsschemata und fortschrittliche drahtlose Technologien zu unterstützen, darunter Amazon Sidewalk, mioty, wireless M-Bus, Z-Wave und proprietäre IoT-Netzwerke bieten Entwicklern flexible Sub-GHz-Verbindungsoptionen mit mehreren Protokollen.

Am Beispiel von FG23 hat es einen geringen Stromverbrauch und eine hohe Empfängerleistung bei 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz und 920 MHz.

Eigenschaften des niedrigen Stromverbrauchs von FG23:
-4,2 mA RX-Strom bei 920 MHz (400 kbps 4-FSK);
-3,8 mA RX-Strom bei 915 MHz (4,8 kbps O-QPSK);
-5,1 mA RX-Strom bei 915 MHz (2 Mbps GFSK);
-3,7 mA RX-Strom bei 868 MHz (2,4 kbps GFSK);
-3,7 mA RX-Strom bei 868 MHz (38,4 kbps FSK);
-4,0 mA RX-Strom bei 433 MHz (100 kbps 2GFSK).

Hohe Leistung des FG23-Empfängers:
-98,6 dBm Empfindlichkeit bei 400 kbps 920 MHz 4-GFSK;
-125,8 dBm Empfindlichkeit @ 4,8 kbps 915 MHz O-QPSK;
-96,9 dBm Empfindlichkeit bei 2 Mbit/s 915 MHz GFSK;
-125,3 dBm Empfindlichkeit @ 2,4 kbps 868 MHz GFSK;
-111,8 dBm Empfindlichkeit bei 38,4 kbps 868 MHz FSK;
-110,7 dBm Empfindlichkeit bei 100 kbps 433 MHz 2GFSK.

Laut Silicon Labs profitiert die hervorragende Empfängerleistung der drahtlosen SoC-Lösung FG23 von ihrer flexiblen Antennen-Diversity-Funktion, mit der ein erstklassiges Budget für drahtlose Verbindungen erreicht werden kann. Gleichzeitig machen die fortschrittlichen drahtlosen Funktionen in Kombination mit dem niedrigen Strom im aktiven Modus (26 µA/MHz) und im Ruhemodus (1,2 µA) des FG23 es für batteriebetriebene Netzwerkknoten im Freien, drahtlose Sensorknoten und schwer erreichbare Geräte geeignet Eine ideale Lösung für Anschluss- und andere Bereiche.

Matt Johnson, President von Silicon Labs, sagte: "Die neuen Entwicklungen unserer drahtlosen SoC-Plattform der zweiten Generation werden der wachsenden Nachfrage nach hochintegrierten drahtlosen Langstreckenverbindungen gerecht, damit Städte, Industrien und Haushalte effizienter und Erreichbarkeit Kontinuierlicher Betrieb Die neue sichere Sub-GHz-Lösung von Silicon Labs mit extrem geringem Stromverbrauch erweitert die drahtlose Kommunikationsentfernung auf mehr als 1,6 km und bietet so mehr Raum für Entwickler, die skalierbare und leistungsstarke drahtlose Technologie benötigen sie, um Veränderungen im Internet der Dinge voranzutreiben."
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Matt Johnson, Präsident von Silicon Labs

Die Fähigkeit, eine Übertragungsdistanz von mehr als 1 Meile zu erreichen, ist hauptsächlich auf die überlegenen Ausbreitungseigenschaften der drahtlosen Sub-GHz-Kommunikation zurückzuführen.In verwandten Tests verbraucht die drahtlose 2,4-GHz-Kommunikation mehr als 8,5 dB mehr als die Sub-GHz-Kommunikation, um die gleiche Übertragungsdistanz zu erreichen -Wireless-GHz-Kommunikation Zusätzliche Leistung.

Eine weitere Lösung, ZG23, realisiert durch Hinzufügen der Secure Vault™-Funktion leistungsstärkere Z-Wave-Wireless-Eigenschaften und bietet gleichzeitig die gleiche branchenführende HF- und Leistungsleistung wie FG23. ZG23 unterstützt das Z-Wave Remote Protocol (Long Range) und Mesh Network. Es ist das erste für Endgeräte und Gateways optimierte SoC. Es kann auch alle von FG23 unterstützten Protokolle unterstützen. Die Funklösungen von ZG23 sind hauptsächlich auf Märkte wie Smart Homes, Hotels und Mehrfamilienhäuser (MDU) ausgerichtet. Außerdem wird das auf ZG23 basierende ultrakompakte System-in-Package (SiP)-Modul ZGM230S auf den Markt kommen, das nur Z-Wave unterstützt, was die Entwicklung vereinfachen und die Produkteinführung beschleunigen kann.
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Gleichzeitig hat Silicon Labs auch ein integriertes Software Development Kit (Unify SDK) veröffentlicht. Unify SDK kann vorgefertigte protokollspezifische Konvertierungsfunktionen für Z-Wave und Zigbee bereitstellen (ab sofort verfügbar) und plant die Unterstützung von Bluetooth, Thread, OpenSync und Matter zu implementieren, wodurch die Interoperabilität von drahtlosen IoT-Netzwerken erheblich vereinfacht und Unternehmen unterstützt werden um Smart Homes, Städte, Gebäude und industrielle Ökosysteme zu erweitern.
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„Das Unify SDK von Silicon Labs hat einen wichtigen Schritt nach vorn für die Branche getan, um einer Welt näher zu kommen, in der alle IoT-Wireless-Geräte problemlos in mehreren Branchen und zu Hause zusammenarbeiten können“, sagte Matt Johnson, Präsident von Silicon Labs. „Mit der leistungsstarken Funktion ‚Design Once, All Support‘ kann Unify SDK den Update-Prozess vereinfachen, wodurch die Produkteinführung beschleunigt, die Wartung vereinfacht und die Investition nicht überholt wird. Dies ist das erste Mal, dass IoT-Anbieter nur Entwicklung und Wartung eines einzigen Softwarecodes Die Bibliothek kann mehrere IoT-Geräte einschließlich Gateways unterstützen und bei Bedarf problemlos drahtlose Protokollunterstützung hinzufügen."

Wie erreicht Unify SDK diese hervorragende Leistung? Die Antwort gab Silicon Labs in der Einführung auf seiner offiziellen Website. Verkürzen Sie durch klar definierte Integrationspunkte die Zeit für Produkteinführung, kontinuierliche Wartung und kundenspezifische Entwicklung; durch die allgegenwärtige MQTT-Option im Framework können Sie den natürlichen kompatiblen Weg der Ökosystem- und Cloud-Service-Integration realisieren, während Sie Multi-Cloud unterstützen und lokale Regeln reduzieren Engine Komplexität; durch modulare und skalierbare offene Architektur werden Portabilität und Skalierbarkeit erreicht, Multiprotokoll-Produkte werden unterstützt und Kunden können neue Endgeräte aus verschiedenen Protokollen integrieren; durch eine voll funktionsfähige Wireless-Protokoll-Roadmap können Kunden ihre nicht-strategischen und nicht zum Kerngeschäft gehörende Investitionen und ermöglichen die Entwicklung von einem einzigen Protokoll zu mehreren Protokollen, wodurch die Zielmarktanwendungen erweitert werden; durch ein gut definiertes Datenmodell wird die Komplexität des Datenmodells aus dem Entwicklungszyklus eliminiert.